应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆制造技术

本发明专利技术专利涉及一种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，其结构为：在锚杆杆体上沿轴向方向同轴设置若干个膨胀管，每个膨胀管左端为圆台结构，右端为膨胀倒刺片；在锚杆杆体的左端定位最左端的膨胀管，在最右端的膨胀管设有同轴设置的锥状管，锥状管的左端为圆台结构，右端为垂直轴线的端面，在锥状管的端面通过垫圈托盘与锁紧螺母螺纹连接。应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，该膨胀支护锚杆串联若干个膨胀管结构，当工作时各膨胀管受力挤压而使膨胀倒刺片膨胀，从而达到锚固的作用，不仅锚固能力强，而且出现矿震时，不易失效；以及通过压力敏感橡胶弹簧，对煤层的形变与压力分布进行监测，监测锚杆所受拉伸力大小，锚固力强度，判断锚杆是否失效。是否失效。是否失效。

【技术实现步骤摘要】
应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆


[0001]本专利技术专利涉及一种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，属于支护锚杆的


技术介绍

[0002]随着煤矿开采深度与强度的增加，煤层上方覆岩结构破裂释放能量加剧，大能量矿震的发生愈发频繁，导致巷道围岩破碎加剧，支护失效，导致冒顶、坍塌事故等发生；如何做好矿下巷道支护安全成为制约施工的一个重要问题，而锚杆作为支护工程中的常用材料，常用于提高巷道的围岩稳定性，也是煤岩体加固支护体系的主要受力杆件。但在实际的工程过程中，经常会出现因矿震频繁扰动，导致围岩破碎程度加剧，锚杆锚固力降低、锚杆锚固失效等现象，造成锚杆松动、脱落等，威胁人的生命安全，阻碍安全高效生产。
[0003]目前，锚杆种类很多，但存在一些缺陷；对于孔底锚固的锚杆，当锚杆放入孔道内时，与孔壁围岩接触不严，导致锚杆的锚固能力减弱问题；对于矿震频发作用下的锚杆，锚杆与围岩的锚固剂粘结失效，锚杆锚固状态松动，造成锚杆脱出，导致锚杆失去锚固能力；以及矿震频发的情况下，如何监测锚杆所受拉伸力大小，锚固力强度，以及应力变化，来判断锚杆是否失效。找到一个合适的解决方案迫在眉睫。

技术实现思路

[0004]本专利技术专利要解决的技术问题是提供一种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，该膨胀支护锚杆串联若干个膨胀管结构，当工作时各膨胀管受力挤压而使膨胀倒刺片膨胀，从而达到锚固的作用，不仅锚固能力强，而且出现矿震使，不易失效。
[0005]为解决以上问题，本专利技术专利的具体技术方案如下：一种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，在锚杆杆体上沿轴向方向同轴设置若干个膨胀管，每个膨胀管左端为圆台结构，右端为膨胀倒刺片；在锚杆杆体的左端定位最左端的膨胀管，在最右端的膨胀管设有同轴设置的锥状管，锥状管的左端为圆台结构，右端为垂直轴线的端面，在锥状管的端面通过垫圈托盘与锁紧螺母螺纹连接。
[0006]最左侧的膨胀管为右端具有膨胀倒刺片，左端具有超强度膨胀倒刺片的两端开口膨胀管，且超强度膨胀倒刺片与锚杆杆体的圆锥体结构外圆周配合。
[0007]所述的膨胀管根据长度分为长锥状膨胀管和短锥状膨胀管。
[0008]所述的长锥状膨胀管的外圆周设有等距分布的通孔。
[0009]所述的锚杆杆体的左端为圆锥体结构，圆锥体的轴线与锚杆杆体同轴设置，且圆锥底面位于左侧；圆锥体的外圆周均布若干个凸起棱体，在圆锥体底面设有钻头，钻头的尖端部指向左端侧。
[0010]所述的垫圈托盘与锁紧螺母之间夹持压力敏感橡胶弹簧。
[0011]本申请的应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆采用上述结构，有益效果如下：
第一、与现存锚杆不同，这种锚杆的锚固力度，像倒刺一样牢牢地卡在锚杆钻孔内，无论是坚硬的岩层，还是破碎煤岩体，都能增强与围岩接触并减少破碎煤体运动，增强锚固效果，相比传统锚杆更能增强围岩的稳固性；第二、通过超强度膨胀倒刺片进行力的缓冲作用，减弱冲击地压，矿震等影响，有效预防锚杆断裂；第三、通过与锚固剂的联合作用，再一次大大的提高了锚固能力，减弱了矿震所带来的冲击，提高了围岩的稳定性；第四、通过压力敏感橡胶弹簧，对煤层的形变与压力分布进行监测，监测锚杆所受拉伸力大小，锚固力强度，判断锚杆是否失效，为预防事故提供指导。
附图说明
[0012]图1为应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆整体结构示意图。
[0013]图2为锚杆杆体左侧圆锥体结构左示图。
具体实施方式
[0014]一种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，在锚杆杆体1上沿轴向方向同轴设置若干个膨胀管10，每个膨胀管10左端为圆台结构，右端为膨胀倒刺片2；在锚杆杆体1的左端定位最左端的膨胀管10，在最右端的膨胀管10设有同轴设置的锥状管6，锥状管6的左端为圆台结构，右端为垂直轴线的端面，在锥状管6的端面通过垫圈托盘7与锁紧螺母9螺纹连接。
[0015]所述的锚杆杆体1的左端为圆锥体结构，最左侧的膨胀管10为右端具有膨胀倒刺片2，左端具有超强度膨胀倒刺片11的两端开口膨胀管3，且超强度膨胀倒刺片11与锚杆杆体1的圆锥体结构外圆周配合。
[0016]所述的膨胀管10根据长度分为长锥状膨胀管4和短锥状膨胀管5。在长锥状膨胀管4的外圆周设有等距分布的通孔12。在注胶过程中，胶体能够有效的粘合膨胀管10的内外，保证锚杆杆体与膨胀管10之间的相对稳定性。
[0017]所述的锚杆杆体1的左端为圆锥体结构，圆锥体的轴线与锚杆杆体1同轴设置，且圆锥底面位于左侧；圆锥体的外圆周圆周均布若干个凸起棱体13，在圆锥体底面设有钻头14，钻头14的尖端部指向左端侧。钻头14便于刺破锚固剂的的外包装，凸起棱体13对锚固剂具有扰动作用。
[0018]所述的垫圈托盘7与锁紧螺母9之间夹持压力敏感橡胶弹簧8，对通过压力敏感橡胶弹簧的受压程度，用激发光源进行照射，诱导涂料发出荧光或者磷光，空气介质中的氧分子对压力敏感材料发光具有“猝熄”作用，利用相机将表面涂层荧光或磷光强度变化转化为伪彩色图像，应用计算机软件对图像进行处理，获得压力变化状况，监测煤层的形变与压力分布，判断锚杆扭紧失效情况。
[0019]本专利技术申请的应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆的工作过程为：将锚杆放入煤岩体孔之前，在孔底放置锚固剂，然后将本申请的锚杆放入孔内，膨胀管10在未夹紧以及孔壁的约束下，呈微收缩状态紧贴孔壁滑动，到达预定位置时，通过杆体左侧圆锥体结构顶部的钻头14破碎锚固剂，在右侧利用外部工具，将膨胀支护锚杆进行转动，
利用杆体左侧圆锥体结构上的凸起棱体13搅拌锚固剂，使锚固剂通过膨胀管的通孔12进入与锚杆杆体1粘结，同时通过转动锁紧螺母9和锥状螺纹锚杆杆体1的螺纹配合，将压力敏感橡胶弹簧8、垫圈托盘7和锥状管6向短锥状膨胀管5施加预紧力，进行挤压，在锥状管6挤压短锥状膨胀管5的过程中，随着力的传导，短锥状膨胀管5的膨胀倒刺片2顺着锥状管6锥状的一侧撑开，长锥状膨胀管4的膨胀倒刺片2顺着短锥状膨胀管5的锥面向外膨胀撑开，两端开口膨胀管3的右侧膨胀片2顺着长开孔锥状膨胀管锥面的一端向外膨胀撑开，像倒刺一样牢牢地卡在孔洞的壁上，同时与锚固剂粘结配合，共同支护固定，使锚杆在煤岩体内进行加固，即使锚固剂粘结失效，或者煤岩体发生松动，设有膨胀倒刺的锚杆也不会随着煤岩体的松动而移动，双重保障，解决了当煤岩体发生运动时，锚杆滑动，固定能力减弱，失去加固能力的问题。
[0020]与此同时，两端开口膨胀管3的左侧为超强度膨胀倒刺片11，在正常锚固情况下不会发生膨胀，为缓冲结构部件，只有当发生大的冲击地压灾害时，预紧力压缩达到一定阈值，才进行膨胀，大大减少了锚杆断裂情况发生的概率。
[0021]综上所述：对于这种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，锚杆杆体有足够的刚度和强度且不易变形，以及利用膨胀管功能在进入围岩孔内后，在围岩的自重以及锁紧螺母本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，其特征在于：在锚杆杆体（1）上沿轴向方向同轴设置若干个膨胀管（10），每个膨胀管（10）左端为圆台结构，右端为膨胀倒刺片（2）；在锚杆杆体（1）的左端定位最左端的膨胀管（10），在最右端的膨胀管（10）设有同轴设置的锥状管（6），锥状管（6）的左端为圆台结构，右端为垂直轴线的端面，在锥状管（6）的端面通过垫圈托盘（7）与锁紧螺母（9）螺纹连接。2.根据权利要求1所述的应用在矿震重复扰动下的锚固力监测型膨胀支护锚杆，其特征在于：最左侧的膨胀管（10）为右端具有膨胀倒刺片（2），左端具有超强度膨胀倒刺片（11）的两端开口膨胀管（3），且超强度膨胀倒刺片（11）与锚杆杆体（1）的圆锥体结构外圆周配合。3.根据权利要求1所述的应用在矿震重复扰动下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐连满，马玉飞，潘一山，李斯琦，杨丰硕，周禹含，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：